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西部天然气开发输送与电力发展赵延安郭一凡青海电机学会科技咨询服务部摘要；论述西部天然气开发东速，虎蛤电力市场带来竞争与挑战，同时也给电力市场发展带来机遇天然气与电力在民用能源市场是互为竞争对手，在炊事采暖方面各有其优势和不足天然气化工的发展给电力铕售市场带来发展的机遇天然气发电是投资省、建设期短、堆护费用低，环保型具有较强调峰能力的火电电泺青海电网需更发展天然气电源。也有发展夭煞气电的丰富资源关键词：天然气与电力炊事，采暖天然气化工青海天然气火电引言西部大开发是党中央面向新世纪，高瞻远瞩，适应国际国内形势，着眼改革开放和现代化建设全局+促进全国经济协调发展迈上新台阶，使我国走上强国之路而做出的重大决策。西部大开发是颂复杂的系统r 程，涉及到能源、水利、交通、通讯、环保等基础产业的综合开发和协调发展。电力工业在西部的发展不但与其他基础产业发展存在相互依存的关系，而且具有开发西部能源资源，充分发挥其得天独厚的自然资源的特殊性。西部电力开发要立足当前，着眼长远；立足西部，着眼全国。把西部电力发展与国民经济特别是西部经济发展结合起来，为国民经济协调发展服务 促进产业结构战略性调整实现产业升级；把西部电力资源开发与市场开拓给合起来加快西部城乡电网改造，大力推进西电东送，积极开拓市场；把西部电力资源开发与环境保护结合起来，促进可持续发展。开发西部天然气资源，实施“西气东送”是国家的重点工程。青海西部柴达木盆地天然气开发，涩北一西宁一兰州输气管道工程即属于此重点工程一部分。天然气是一次能源资源，是基础产业。西部电力工业的发展必然与其存在相互依存，相互友展的关系；在某些方面也会有竞争，在竞争中促进发展。天然气资源的开发必然带动促进天然气化工的发展，促进电力市场的发展。天然气是洁挣的高热值一次能源，天然气发电是投资省、见效快、少污染，具有很强调峰能力的火电。天然气的开发必将促进天然气发电的发展，促进发电市场的产业结构调整。在民用能源市场，由于天然气是是洁净的高热值能源，气价也相对较低，必然在炊事、供热方面与电力形成竞争的态势。I电力与天然气在城市民用能源中的对比分析天然气是一种方便、洁挣的高热值通能源。柴达木天然气原气的高位热值为3 6 9 9 6 埘一(折合8 8 3 6 k c a l 一)，是一个千瓦小时电力的l O 倍(电的热值为8 9 0 k c a l k m h)，相当于2 k g自然煤。电能是一种更加洁净、方便、安全可靠的能源。近年随着电力事业的发展，大型机组的投运扭转了电力短缺，限制用电的局面，形成了电力买方市场。青海电网随着李家峡4台如万千瓦时机组的投运，电网装机容量达3 4 5 5 万千瓦一年发电量可达1 4 0 多亿千瓦时，近年城乡电网改造，“一户一表”工程的买施，城乡电网供电能力、供电安全可靠性和电能一1 6 0 质量均有较大提高。电网为国民经济发展为人民生活电气化提供了充分的条件。现就电力与天然气在民用生活(主要是炊事、供暖)用能源中经济技术性能进行简要对比分析。在分析对比中煤、油、电、液化石油气以现行市场价计算，天然气价据青海省物价局批复的格尔木天然气价居民生活为1 0 元4，计及涩北至西宁的输气管道费用，予计西宁民用天然气价每-咿约在1 1 0 1 加元间，皙按中间值1 2 5 b 咿。1 1几种民用能源的环境影响分析煤、油的燃烧排放物是环境、空气的主要污染源。据1 9 9 7 年青海环保部门的统计数据青海烟尘排放量已占国家给青海省下达控制指标的4 0：其中：西宁市已占到5 1；海东地区已占到8 4 3。而且1 9 9 7 年青海多数工业企业都处于停产和半停产状态。如这些企业恢复正常生产，烟尘总量控制指标十分紧张从而也将严重制约青海经济的发展。几种民用能源的废气、废灰排放量如下表：表1油、煤、天然气燃烧排放对比表(k 亩排放物1 吨油1 吨油等量煤1 吨油等i l-X 然气电C 吼3 1 0 04 8 0 02 3 S 0 22 0(硫未脱)6(8 傩碱束脱)鸭6(工业用)1 1(工业用)4(工业用)C O6 _ 3 04 5 -2 00 5-3未燃烃O 5O 30 _ 0 4 5|灰2 2 0飞灰1 4从表中数据可以看出以电替代煤、油可消除废物排放。以天然气替代煤、油可以使燃烧后的排放物大幅度降低其中硫氧化物和粉尘下降最为显著。1 2 几种民用炊事能源的分析经济分析煤的单价为1 6 0 元T；液化石油气价为2 8 元k g：居民生活综合电价按最近出台的分段电价，月用电5 0 k 响以内0 3 6 2 元k w h，5 0 k w h 以上至1 5 0 k w h 部分0 2 0 元k 曲1 5 0 k w h 以上部分0 1 5 元k w h。一户按2 5 人考虑。各能源民用炊事技术、经济分析如下：用电能炊事月费用比天然气炊事较为经济(月支出少2 4 0 元)，如采用高效电磁炉、电饭煲等电炊具，优势更加明显。电磁灶、微波炉、电饭锅给人们的生活提供了更便利、更快捷、更安全、更节能的服务。电磁炉没有明火，微电脑控制，采用高级耐热晶体瓷板，热效率高达9 0，可灵活定时、自动报警、自动关机，但灶具费较高。煤火炉的效率很低约2 0。一1 6 l表2各种能源炊事对比能源种类演化石油气电能天然气煤初装费(元)6 8 01 9 0经济灶具费(元)2 0 0 一3 蚰1 8 4 02 6 卜4 5 0性月用量1 2 1 5 k1 3 5 k w h3 0 31 3 0 k g费用月费用(元)3 3 B 一4 23 5 13 7 51 9 2环境污染一般无污染很少污染严重技柬方便程度一般方便灵活方便麻烦性安全性有泄露可能有满电保安器等保有褥气可能捧烟合有煤蘸有中毒可能安装置相对较安全有气中毒可能气中毒可能备注动压3 0 0 0 p a炊事采暖表3各种炊事炉具效率对t E把一公升清水由室沮加热到沸(9 2 时间(分钟)热效率电磁炉(1 3 0 0 1 )4 分2 4 钞9 嘴(1 6 D O-)3 分3 0 秒9 蕊电炉(1 2 0 0 W)8 分2 5 秒6 7 7 8 液化石油气炉65 a 天然气炉55 0 1 3 集中锅炉房采暖集中锅炉房采暖，以居民小区建筑面积1 4，6 5 0 m 2。采用0 7 5 k w 电锅炉与0 7 0 研燃气锅炉，两种方案进行经济技术分析比较，如下表。表4电锅炉与燃气锅炉经济比较采厦方案电锅炉燃气锅炉锅炉型号Z D I 吣O 7 5 O 6 型(2 台)嗷H q 强巾咖(2 台)锅炉赢及设备和安装费(万，茴1 1 7 71 1 9 7 9初掌囊及热力翻费0 了元)1 0 3 31 0 6年运彳亍费用(万元)5 0 9 8 33 2 4 8 2 2母平方米采t 面积年(采嚷期)采3 4 82 2 1 6睡费(元f 年)每平方米来面积分摊锅炉房及8 7，3 98 9设鲁、警跨建设费(元)从比较可见，锅炉房及设备管网投资相差不多，电锅炉稍少(约少2 万元)。但运行费用燃气锅炉要小的多每平方米年采暖费少1 2 6 4 元。对一户7 0 m 2 的住户，年采暖费少支出8 8 4 8 元。因而天然气锅炉有明显的优势。一1 6 2 但如采用储能电锅炉，初投资稍许增加一些但用低谷电(电价按0 1 7 4 元，k w h)储能，年运行费用可降低1 2 5 万元每平方米年采暖费用可降低8 5 9 元这样，电锅炉与天然气锅炉相差就不大了。天然气在工业锅炉上的应用，其价格比民用还要低，为0 9 2 元瑚3，其运行费用比电锅炉更低，必然具有更强的竞争力。1 4 分户电采暖无集中采暖锅炉房的居民户采暖有用煤炉的有用煤炉“土暖气”的，也可采用电暖气采暖，也可用小型天然气炉采暖。经进行经济技术比较(室内温度1 3 一1 5)，如表5。西宁地区冬天平均室外温度为负1 2，楼房平均保持室温1 8 左右每z 采暖热负荷为4 5 k c a l 时，采暖期为6 介月平均每天采暖1 0 小时，每2 用电9 4 1 8 k w h，每m 2 年采暖电费为1 8 8 4 元。如适当进行人为控制，上班、外出关捧电暖气，睡觉休息关小电暖气，每m 2 年采暖电费可降到1 5 元以下。加拿大威力电暖器工业公司在沈阳实际测试，电价按0 3 4元k w h 计，每酽采暖费(一个采暖期限为1 1 月至次年3 月)2 0 5 3 0 元，个别户达4 2 元，墙体加保温材料保温窗户密封后一般采暖费可降至每平方米1 5 1 元以下。集中采暖户内每平方米的采暖管道和暖气片费用为3 6 3 8 元。此费用与电暖气的设备费相差不多。一个卜5 口人，住房7 0 2 左右的居民户，用电暖气采暖，加电炊用电年用电费用为8 5 5 1 1 5 5元，比煤炉“土”暖气稍高。但房间干净卫生无污染，使用灵活方便，使家庭美化，提高生活质量水平，促进精神文明建设。表5分户电采暖与煤炉“土”暖气对比采暧方式居住年需量年费用(元)单管阳糊说明面积(爿寸韵电暖气7 吁1 8 0 0 4 5 0 7 5 01 0 01、电价按现行电价1 2 0 卜2 0 0 03 0 0 0 k W I】2、不经常住人的房间丸一般不供暖煤炉7 0 f矧簿封七煤37 5 0 1 0 0 0(扣除炊1 0 1 51、炊事、采睡共用土暖气4 吨事为3 9 0 6 4 0)2 羽磐阳扒悼彤疆集中煤7 0 m 25 4 01 8单位有补贴锅炉气1 5 5 1 22 2 1 6房电2 4 3 63 4 1 8微型燃气炉7 0 m 22 9按融瞄量g 轴计算该堕转蟊穷磁鼬据以上比较论证可见：煤作为民用能源虽较经济但环境污染严重。根据城市能源政策，是属于限制发展逐步淘汰的能源。可不予考虑。电炊无论其初投资和运行费用都比气炊有优势，有较强的竞争力。居民分户电采暖运行费用低，安全可靠，干净卫生，灵活方便有报强的可行性。而集中锅炉房采暖，电锅炉与气锅炉初投资相差不大，但电锅炉运行费用高出气锅炉约1 3，电锅炉处于相对劣势，气锅炉有较明显优势。一1 6 3 城乡电网改造一户表的实旌，为居民生活电气化创造了外部条件。对无集中锅炉房的居民户，应积极宣传推广分户电采暖，推广电炊，提高城乡居民电气化率。电锅炉虽相对于燃气锅炉运行经济性稍差，但推广蓄热式电锅炉可使用低谷电储热储能，利用峰谷电价政策，降低储热电锅炉运行费用，电锅炉将占领更大的采暖市场份额。电力与天然气在民用能源市场各有各的优势。电力与天然气必将在民用能源市场各占一席之地，形成民用电力市场和民用天然气市场。电力企业和天然气企业将积极发挥各自的优势，采取措施发挥优势，积极发展开拓民用能源市场。这种竞争态势有利于贯彻国家宏观调控政策，国家能源政策。促进以电和天然气代煤、代柴、代油政策贯彻执行，优化天然气和电力能源资源的合理配置，减少环境污染，保护生态。电力、天然气代煤、代柴、代油市场的发展，也会促进生态农业、生态畜牧业的发展。在牧区发展电炊、电采暖，以电代柴、以电代草、以电代牛粪还可减少烧柴、烧草、烧牛粪对灌木林、对树林、对草原的破坏，有利于改善土壤组分，有利于水土保持，有利于防止草原沙漠化。政府和经济管理部门应支持竞争，引导竞争，使竞争规范化，咀竞争促进能源和资金更加合理优化配置。2天然气化工的发展带动电力市场发展天然气的开发利用必将促进天然气化工的发展，如以天然气为能源或原料的甲醛、乙炔、尿素、聚氯乙烯等这些化工工业的发展都要用电，必将带动电力市场的发展。青海有丰富的柴达木天然气资源，有较丰富的化学矿产资源，如盐湖钾、锂、镁、盐、硫、锶、硼等，其中察尔汗盐湖已被确定为我国的钾肥生产基地。青海化工产业结构以化学矿开采为主，初级产品多，高附加值产品少，需调正化工产业结构，坛加精细化工比重。柴达木天然气开发输送发展天然气化工，就改变了化工产业结构。且天然气化工能耗低，经济效益较好。青海省计委以柴达术天然气资源在格尔木和西宁对天然气化工进行了规化。(1)格尔木天然气化工是青海天然气综合利用规划的重点，将天然气资源、盐湖资源、电力资源有效结合，加工生产高附加值、市场前景广阔的高科技产品。青海钾肥拟在格尔木建设以光卤石为原料年产3 万吨金属镁项目为平衡副产品氯气，规划以天然气生产乙炔，年产4 万吨。由乙炔与氯气生产聚氯乙稀，年产9 万吨。乙炔尾气用于生产合成氨并补充部分天然气年产5 2 万吨尿素。对目前已建成的甲醇装置，进一步改造深加工，生产甲醛年产1 0 万吨(年商品量3 万吨)，多聚甲醇，年产2 万吨。规划年耗用天然气4 7 亿一。(2)西宁天然气化工包括4 个生产装置，二种产品主要生产附加值高且畅销的N P K三元复合肥及多孔硝铵。其生产规模为，年产合成氨1 0 万吨，硝酸1 6 万吨，硝氨2 0 万吨，N P K 3 0 万吨。年耗用天然气1 亿2。上述项目包括金属镁按产品用电单耗估计，年用电量约8 亿千瓦对，按年利用小时5 0 0 0 小时计，需配置变电设备容量1 8 8 万千伏安。送配电网也将有一定发展，配变电容量将达2 8 9万千伏安。3 天然气发电3 1 青海电网发展天然气发电的必要性青海电网发电装机容量3 4 5 5 万千瓦，其中水电装机2 9 0 6 万千瓦，最大单机容量4 0万千瓦，水电装机占总容量的8 4 1，火电仅占1 5 9。这一比倒和电源发展水火电互补一1 6 4 不相适应在枯水年份水电发电不足，青海省自身可支配电量减少较多电网经营效益必受影响。目前在优先发展水电的同时，适当发展一定量火电以提高火电比重，改变青海电网的水火电比倒是必要的。而且火电可以建设在负荷中心，可以提高电网运行的安全稳定性。青海西部仅有小型水、火电站，缺少在西部区域电罔起骨干作用的中型以上电厂(站)。青海西部又无可建设的中型以上的水电站资源，因而，西部区域电阿必须建设中型以上火电厂。据“十五”和到2 0 1 0 年及以后的社会发展规划，预计到2 0 0 5 年全省最大电力负荷2 7 8万千瓦，需电量1 6 7 亿千瓦时；2 0 1 0 年最大负荷电力3 9 5 万千瓦，需电量2 2 3 亿千瓦时。到2 0 2 0 年最大负荷电力6 5 0 万千瓦时，需电量3 7 0 亿千瓦时。电源、电网均需有一定发展。青海电网在电源建设方面，除发展建设水电站外，需发展一定火电。火电电源建设，一是煤电，一是天然气发电。青海煤炭资源不足，原煤年生产能力约3 5 0 万吨，仅占年原煤消费量的6 0 5，每年需从外省调入2 5 0 万吨以上。且青海煤炭资潮存条件普遍不好，不适宜大规模机械化开采。除现有大通煤矿热水煤矿外，煤炭外运交通条件均较差，有些矿仅有简易路这些都限制了建设中、大型的燃煤电厂的建设。而青海省柴达木天然气资源非常丰富已探明天然气储量1 3 4 3 亿立方米，含气面积1 3 5 9 平方千米，且已建成涩北一格尔木天然气输气管1 8 9 3 2 k m，年输气能力8 一l o 亿一；涩北敦煌3 4 5 k m 输气管道，年输气能力3 亿一。涩北一西宁一兰州输气管道9 5 3 k m，己于2 0 0 0 年4 月开工，将于2 0 0 1年1 0 月输气，输气能力3 0 亿一，起输气量7 8 亿3。已具备建设天然气发电的外部条件，3 2 天然气发电与燃煤发电的简要技术经济对比天然气发电机组与燃煤发电机组在单机容量相当，运行时间相同的条件下对比：天然气机组其热耗量比燃煤机组低1 3，热效率高，5 0 以上，主要污染如N O x、S O x、C O x 及颗粒排放、粉尘捧放远低于燃煤机组，建设周期比燃煤机组少半，而建厂投资只有燃煤机组的1 2 左右，占地面积约减少5 0，耗水量减少2 3，运行维护费用也比燃煤机组低约1 3。3 2 1 技术经济指标对比表表63 5 0 7 0 0 删燃气输机组与燃煤机组对比表踊月懒气输膳鲁循环机蛔燃撑柳绢发电装机能力(M w)3 5 0 7 0 03 5 0 7 0 0机组数目l 2l 2运行时间(小时年)8 4 0 08 4 0 0热耗量(B t u k w h)6 1 0 89 5 0 0循环效率()5 j 93 5 9平均可用率()9 5 58 5 0N O x(D D m x d)2 55 5颗粒物捧放率(1 b 蛐B t u)0 0 0 2 90 1 1 7 6S O,排放宰(1 b 3 岫t u)0 0 0 0 5 8 32 3 6C o 捧放率(1 b l 脚B t u)1 2 52 0 6粉尘排放(1 b M M B t u)O1 4 5 8 1建设时间(年)06平均建厂投资(元h)3 3 l l _ 8 47 0 1 2 8 2不包括燃料的运行维护费(Y r a l h)l3 3 7 8 25 6 6 3 51 6 5从上表看天然气燃气轮机组发电对减少环境污染保护生态极为有利，与燃煤机组对比二氧化碳捧放量仅为燃煤机组的6 1：不仅不产生灰渣，而且几乎不排放二氧化硫和悬浮颗粒物质，氨氧化物捧放量仅为燃煤机组4 5 5，发展天然气发电可以大大减轻火电日趋沉重的环保压力。3 2 2 各类电厂上网电价的对比裹7各类电厂上同电价表单位元千瓦时燃料价格管道天然气国嘲强嘲嗡进翻础攥雠棱电年发电1 2 4 元一4 1 3 9 8 元吨5 0 美元吨l z 荑静耐酗小时数(小莳卜3 5 0 00 5 2 40 5 4 90 5 5 34 5 0 00 4 6 80 4 6 5O 4 6 85 0 0 00 4 4 80 4 3 60 4 3 86 0 0 00 4 1 30 4 0 8O 4 l O0 6 1 5注：l、管道天然气为门站价；煤为到厂价：2、上同电价不古税。以上表可见在不同运行小时条件下，管道天然气上厨电价均低于或等于脱硫煤屯的上网电价(不包括常规煤电和水电)，在运行小时数提高到6 0 0 0 小时，上网电价最低。柴达木天然气，据青海石油局和青海钾肥厂电厂的协议，气价为0 5 0 N M 3。据此。考虑设备利用小时按5 0 0 0 小时，燃气轮机组平均热效率约为5 0，天然气热值为8 8 3 6 k c a l 3，每千瓦小时电耗气0 1 9 5 一，燃料费为0 0 9 7 3 元k w h。桥头电厂1 2 5 万千瓦机组平均煤耗为4 0 0 9 k w h，(包括高海拔和煤运、储存等管理影响)，标煤价格为2 0 5 元T，其发电燃料费为0 0 8 2；无k w h。天然气发电燃料费仅比煤电高0 0 1 5 元k h，如计及运行维护费用较低，还付本息费用约少一半，其上阿电价将和燃煤机组相当或略低些。3 2 3 改普电力系统运行经济性电力负荷冬有采暖，夏有空调，必然出现峰谷问题电力系统经济运行必然要调峰。燃气联合循环机组具有启动快的特点，热态启动l 小时内能带满负荷，冷态启动3 小时内可带满负荷。因此燃气联合循环机组可较快地适应负荷的变化，既可带基荷运行也可用于调峰，操作灵活、方便、可靠。建设燃气联台循环发电站将使电网有更大的调峰能力去适应系统的运行。同时将改善其它调峰能力差的发电机组的运行经济性，提高整个系统的运行经济性。4 结语西部大开发是一项系统工程，能源、交通，通讯等基础产业将得到综合开发和协调发展，同时要搞好环境保护，走可持续发展之路。西部天然气开发，实施“西气东送”是国家西部太开发能源基础产业的重点工程。电力工业也是能源工业的基础产业西电东送也是重点工程。(1)天然气在民用能源市场与电力有一定的竞争性，在集中锅炉采暖方面，天然气优于电在炊事、分户电采暖方面劣于电。在空调、居民生活现代化，自动化方面，电有绝一1 6 6 对优势和不可代替性。(2)天然气的开发将使天然气化工有较大的发展，用电量将有较大增长，将带动电网和电力销售市场有一个较大发展。(3)天然气发电投资少、建设周期短、调峰能力强、少污染，有利于生态环境保护，有利改善环境质量。在电源建设上，优先发展水电的同时，应积极发展天然气发电参考文献 1 l青海省天然气利用规划青海省计划委员，中国五环化学工程公司 2】天然气与电力市场青海省电机工程学会 3】建设燃气一蒸汽联合循环电站改-g-g 境质量冯葵清、金晶、邱丈锋(我中国电力1 9 9 9 年2 月)作者简介：赵延安，男(19 3 7 年1 0 月)，陕西兰田人，高级工程师，退休前在电厂、供电局工作郭一凡，男(19 3 7 年儿月)，陕西蒲城人，高级工程师，青海省电机工程学会副秘书长退休前任青海省电力设计院院长、党委书记一1 6 7 西部天然气开发输送与电力发展西部天然气开发输送与电力发展作者：赵延安，郭一凡作者单位：青海电机学会科技咨询服务部 本文链接：http:/